兼容型自适应灌装系统的制作方法

1.本发明涉及液体灌装领域，尤其涉及一种兼容型自适应灌装系统。


背景技术：

2.液体灌装机械是所有用于液体灌装设备的全称。液体灌装机械按照不同的液体分类可以分为不同的液体灌装机，比如有食用油灌装机，酒水灌装机，口服液灌装机，洗涤液灌装机，香水灌装机，化妆水灌装机，饮料灌装机，农药灌装机等设备。所有的灌装设备在设计时，充分考虑了灌装产品的特性，在与物料接触部分均采用316l不锈钢材料制成。能够满足不同行业的灌装需求。
3.例如，双头全自动活塞式液体灌装机在原有灌装机系列产品的基础上进行改良设计，并增加了部分附加功能。使产品在使用操作、精度误差、装机调整、设备清洗、维护保养等方面更加简单方便。广泛适用于日化、油脂等各行业，可对不同高粘度流体进行灌装。机器设计紧凑合理、外形简洁美观，灌装量调节方便。
4.目前，使用中的各种流水线液体灌装系统都是针对同一尺寸的瓶体进行流水化灌装处理，这样能够保证灌装的准确性和可靠性，但是这种灌装模式会带来资源浪费的问题，即兼容性不足，一旦接收到不同尺寸的瓶体的灌装订单，就需要重新更换新的流水线。


技术实现要素：

5.为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种兼容型自适应灌装系统，能够对注入位置处新到达的待注入液体的瓶体的外形尺寸进行鉴别，以基于鉴别结果向所述瓶体注入相应剂量的液体，从而兼容各种不同尺寸的瓶体的灌装。
6.为此，本发明至少需要具备以下两处重要的发明点：
7.(1)对注入位置处新到达的待注入液体的瓶体的外形尺寸进行鉴别，以基于鉴别结果向所述瓶体注入相应剂量的液体，从而能够服务各种外形尺寸的瓶体；
8.(2)采用针对性的视觉识别机制对注入位置处新到达的待注入液体的瓶体的外形尺寸进行鉴别。
9.根据本发明的一方面，提供了一种兼容型自适应灌装系统，所述系统包括：
10.有线捕获机构，位于瓶体自动注入液体的流水化作业系统内，设置在待注入液体的瓶体所在的注入位置的对面，用于在每一个新的待注入液体的瓶体到达所述注入位置时，执行一次图像捕获操作以获得对应的即时捕获图像；
11.梯度滤波设备，位于所述流水化作业系统的仪表箱内，与所述有线捕获机构连接，用于对接收到的即时捕获图像执行梯度锐化滤波处理，以获得并输出相应的梯度滤波图像；
12.组合滤波设备，与所述梯度滤波设备连接，用于对接收到的梯度滤波图像执行组合滤波处理，以获得并输出相应的组合滤波图像；
13.形态学处理设备，与所述组合滤波设备连接，用于对接收到的组合滤波图像依次
执行先膨胀后腐蚀的形态学处理，以获得并输出相应的形态学处理图像；
14.颜色匹配机构，位于所述流水化作业系统的仪表箱内，与所述形态学处理设备连接，用于基于瓶体成像颜色特征在所述形态学处理图像中检测出匹配度最高的图像分块以作为瓶体图像分块输出；
15.比例解析设备，与所述颜色匹配机构连接，用于获取所述瓶体图像分块占据的像素点的数量以作为第一解析数量，获取所述形态学处理图像的像素点的数量以作为第二解析数量，并将所述第一解析数量除以所述第二解析数量以获得即时解析比例输出；
16.数据转换机构，与所述比例解析设备连接，用于将所述即时解析比例转换成与所述即时解析比例成单调正相关的关系的参考注入剂量；
17.液体抽取设备，与所述数据转换机构连接并包括液体抽取管道，所述液体抽取管道一端放置在液体储存容器内、另一端伸入到注入龙头内，用于从所述液体储存容器内抽取与所述参考注入剂量一致的液体以发送到所述注入龙头内。
18.本发明的兼容型自适应灌装系统操作简单、具有一定的自适应控制水准。由于能够对注入位置处新到达的待注入液体的瓶体的外形尺寸进行鉴别，以基于鉴别结果向所述瓶体注入相应剂量的液体，从而兼容了各种不同尺寸的瓶体的灌装。
附图说明
19.以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
20.图1为根据本发明实施方案示出的兼容型自适应灌装系统所应用的流水化作业系统的外观示意图。
具体实施方式
21.下面将参照附图对本发明的兼容型自适应灌装系统的实施方案进行详细说明。
22.自适应控制和常规的反馈控制和最优控制一样，也是一种基于数学模型的控制方法，所不同的只是自适应控制所依据的关于模型和扰动的先验知识比较少，需要在系统的运行过程中去不断提取有关模型的信息，使模型逐步完善。具体地说，可以依据对象的输入输出数据，不断地辨识模型参数，这个过程称为系统的在线辨识。随着生产过程的不断进行，通过在线辨识，模型会变得越来越准确，越来越接近于实际。既然模型在不断的改进，显然，基于这种模型综合出来的控制作用也将随之不断的改进。在这个意义下，控制系统具有一定的适应能力。比如说，当系统在设计阶段，由于对象特性的初始信息比较缺乏，系统在刚开始投入运行时可能性能不理想，但是只要经过一段时间的运行，通过在线辨识和控制以后，控制系统逐渐适应，最终将自身调整到一个满意的工作状态。再比如某些控制对象，其特性可能在运行过程中要发生较大的变化，但通过在线辨识和改变控制器参数，系统也能逐渐适应。
23.常规的反馈控制系统对于系统内部特性的变化和外部扰动的影响都具有一定的抑制能力，但是由于控制器参数是固定的，所以当系统内部特性变化或者外部扰动的变化幅度很大时，系统的性能常常会大幅度下降，甚至是不稳定。所以对那些对象特性或扰动特性变化范围很大，同时又要求经常保持高性能指标的一类系统，采取自适应控制是合适的。但是同时也应当指出，自适应控制比常规反馈控制要复杂的多，成本也高的多，因此只是在
用常规反馈达不到所期望的性能时，才会考虑采用。
24.目前，使用中的各种流水线液体灌装系统都是针对同一尺寸的瓶体进行流水化灌装处理，这样能够保证灌装的准确性和可靠性，但是这种灌装模式会带来资源浪费的问题，即兼容性不足，一旦接收到不同尺寸的瓶体的灌装订单，就需要重新更换新的流水线。
25.为了克服上述不足，本发明搭建了一种兼容型自适应灌装系统，能够有效解决相应的技术问题。
26.图1为根据本发明实施方案示出的兼容型自适应灌装系统所应用的流水化作业系统的外观示意图。
27.根据本发明实施方案示出的兼容型自适应灌装系统包括：
28.有线捕获机构，位于瓶体自动注入液体的流水化作业系统内，设置在待注入液体的瓶体所在的注入位置的对面，用于在每一个新的待注入液体的瓶体到达所述注入位置时，执行一次图像捕获操作以获得对应的即时捕获图像；
29.梯度滤波设备，位于所述流水化作业系统的仪表箱内，与所述有线捕获机构连接，用于对接收到的即时捕获图像执行梯度锐化滤波处理，以获得并输出相应的梯度滤波图像；
30.组合滤波设备，与所述梯度滤波设备连接，用于对接收到的梯度滤波图像执行组合滤波处理，以获得并输出相应的组合滤波图像；
31.形态学处理设备，与所述组合滤波设备连接，用于对接收到的组合滤波图像依次执行先膨胀后腐蚀的形态学处理，以获得并输出相应的形态学处理图像；
32.颜色匹配机构，位于所述流水化作业系统的仪表箱内，与所述形态学处理设备连接，用于基于瓶体成像颜色特征在所述形态学处理图像中检测出匹配度最高的图像分块以作为瓶体图像分块输出；
33.比例解析设备，与所述颜色匹配机构连接，用于获取所述瓶体图像分块占据的像素点的数量以作为第一解析数量，获取所述形态学处理图像的像素点的数量以作为第二解析数量，并将所述第一解析数量除以所述第二解析数量以获得即时解析比例输出；
34.数据转换机构，与所述比例解析设备连接，用于将所述即时解析比例转换成与所述即时解析比例成单调正相关的关系的参考注入剂量；
35.液体抽取设备，与所述数据转换机构连接并包括液体抽取管道，所述液体抽取管道一端放置在液体储存容器内、另一端伸入到注入龙头内，用于从所述液体储存容器内抽取与所述参考注入剂量一致的液体以发送到所述注入龙头内。
36.接着，继续对本发明的兼容型自适应灌装系统的具体结构进行进一步的说明。
37.所述兼容型自适应灌装系统中还可以包括：
38.注入龙头，设置在所述注入位置处且位于新的待注入液体的瓶体的瓶口的正上方。
39.所述兼容型自适应灌装系统中还可以包括：
40.液体储存容器，设置在所述注入位置的左侧，用于储存待注入瓶体的液体。
41.所述兼容型自适应灌装系统中：
42.在所述颜色匹配机构中，所述瓶体成像颜色特征为cmyk颜色通道中四个颜色通道内每一个颜色通道的数值分布范围。
43.所述兼容型自适应灌装系统中：
44.所述有线捕获机构包括pstn通信接口，用于接收来自pstn通信链路的有线控制指令；
45.其中，在所述有线捕获机构中，所述有线控制指令包括捕获启动指令和捕获结束指令。
46.所述兼容型自适应灌装系统中还可以包括：
47.并排线路插座，分别与所述颜色匹配机构、所述比例解析设备和所述设备c的信号输出端连接；
48.其中，所述颜色匹配机构内置有串行通信接口，用于接收用户通过所述串行通信接口发送的控制信号。
49.所述兼容型自适应灌装系统中还可以包括：
50.蜂鸣器，与所述比例解析设备连接，用于在所述比例解析设备处于异常状态下时执行预设播放频率的报警动作。
51.所述兼容型自适应灌装系统中：
52.所述比例解析设备和所述颜色匹配机构共用同一数据缓存设备，所述数据缓存设备将其数据缓存地址分为两段，用于分别保存所述颜色匹配机构和所述比例解析设备的缓存数据。
53.所述兼容型自适应灌装系统中：
54.所述数据缓存设备分别与所述颜色匹配机构和所述比例解析设备通过并行数据总线建立连接。
55.另外，在所述兼容型自适应灌装系统中，串行接口(serial interface)是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信(可以直接利用电话线作为传输线)，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。串口出现的初期是为了实现连接计算机外设的目的，初期串口一般用来连接鼠标和外置modem以及老式摄像头和写字板等设备。串口也可以应用于两台计算机(或设备)之间的互联及数据传输。由于串口(com)不支持热插拔及传输速率较低，部分新主板和大部分便携电脑已开始取消该接口。串口多用于工控和测量设备以及部分通信设备中。
56.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
57.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介
质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
58.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。